杜仲進(jìn)，何書鏡，劉艷春

（1.福建省測繪院，福建 福州 350003）

多模GNSS接收機(jī)靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量分析

杜仲進(jìn)1，何書鏡1，劉艷春1

（1.福建省測繪院，福建 福州 350003）

隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的不斷發(fā)展和完善，基于GNSS多模系統(tǒng)的接收機(jī)種類不斷增多。為了滿足福建省北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)建設(shè)的需要，對目前國內(nèi)建設(shè)CORS站的GNSS接收機(jī)靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行分析，以研究多模衛(wèi)星觀測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量，為北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)的建設(shè)提供參考。

全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)；數(shù)據(jù)質(zhì)量分析；北斗

隨著衛(wèi)星定位技術(shù)的快速發(fā)展，基于基準(zhǔn)站的網(wǎng)絡(luò)CORS系統(tǒng)建設(shè)迅速開展起來。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作為我國重要的戰(zhàn)略基礎(chǔ)設(shè)施，可以提供時(shí)間和空間基準(zhǔn)及所有與位置相關(guān)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息，也成為體現(xiàn)現(xiàn)代化大國地位和國家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志[1-3]。為了充分利用北斗衛(wèi)星資源，需要建設(shè)基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的地面增強(qiáng)基準(zhǔn)站，以滿足國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國民社會生活對于導(dǎo)航與定位等服務(wù)的需求。本文對國內(nèi)CORS接收機(jī)進(jìn)行測試，分析其多模GNSS接收機(jī)靜態(tài)數(shù)據(jù)觀測質(zhì)量，為北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)的建設(shè)提供參考。

1 主要測試內(nèi)容

為了更好地評價(jià)多模GNSS接收機(jī)靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量，以便更好地服務(wù)于基準(zhǔn)站建設(shè)，利用多模GNSS靜態(tài)數(shù)據(jù)分析軟件OBSQC對國內(nèi)主要使用的GNSS接收機(jī)進(jìn)行測試[4,5]。選取4家廠商接收機(jī)設(shè)備各一臺，分別用A、B、C、D表示。對上述接收機(jī)采用同一個(gè)扼流圈天線（型號為GNSS Choke TRM59800．00)，通過在天線饋線端使用功率分配器接入上述接收機(jī)。測試數(shù)據(jù)為各個(gè)接收機(jī)的靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)，年積日為317～334，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為Rinex3．02版本[6,7]、采樣率統(tǒng)一轉(zhuǎn)為30 s后處理。

2 數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)

為了更好地評價(jià)各接收機(jī)的靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量，分別對Beidou、GPS、GLONASS 3個(gè)系統(tǒng)的2個(gè)頻點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其中B1/B2、G1/G2、R1/R2表示3系統(tǒng)的頻點(diǎn)。從多路徑指標(biāo)、數(shù)據(jù)完整率指標(biāo)、周跳比指標(biāo)來進(jìn)行綜合評價(jià)[8-10]。

1）多路徑指標(biāo)，是通過評價(jià)偽距的精度來判斷各儀器對周圍環(huán)境的抗干擾情況。圖1和表1是4家接收機(jī)在觀測時(shí)段內(nèi)多路徑平均值的比較結(jié)果。

圖1 各儀器廠商在觀測時(shí)段內(nèi)多路徑的平均值比較結(jié)果

表1 各儀器廠商在觀測時(shí)段內(nèi)多路徑的平均值

由圖1可知，各接收機(jī)在觀測時(shí)段內(nèi)多路徑相當(dāng)好，變化范圍一般不超過0．5 m，4家接收機(jī)精度相當(dāng)。

2）數(shù)據(jù)完整率指標(biāo)。數(shù)據(jù)完整率反映了接收機(jī)接收數(shù)據(jù)的連續(xù)情況[11]，主要檢驗(yàn)數(shù)據(jù)丟失歷元及丟失觀測值的情況。圖2和表2是各接收機(jī)數(shù)據(jù)完整率在觀測時(shí)段內(nèi)的平均值。

由圖2可知，各接收機(jī)采集數(shù)據(jù)的完整率在觀測時(shí)段內(nèi)整體而言較好。同時(shí)，由圖2和表2可知，北斗觀測數(shù)據(jù)的完整率相對GPS、GLONASS系統(tǒng)而言都較高。D的GPS數(shù)據(jù)完整率相對較低，低于95%，原因有待進(jìn)一步分析。

圖2 各廠商數(shù)據(jù)完整率在觀測時(shí)段內(nèi)的平均值結(jié)果

表2 各儀器廠商數(shù)據(jù)完整率統(tǒng)計(jì)結(jié)果/%

3）周跳比指標(biāo)。周跳比反映了周跳發(fā)生的頻率，也是衡量儀器采集數(shù)據(jù)時(shí)連續(xù)跟蹤及穩(wěn)定性的指標(biāo)之一。周跳比越低則周跳數(shù)越少，采集的數(shù)據(jù)質(zhì)量也相對越好[12]。圖3和表3是觀測時(shí)段內(nèi)周跳比平均值的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

圖3 各廠商數(shù)據(jù)周跳比在觀測時(shí)段內(nèi)的平均值結(jié)果

由圖3可知，各接收機(jī)采集數(shù)據(jù)的周跳比在觀測時(shí)段內(nèi)整體而言較好，一般不超過0．05。從圖3結(jié)合表3可知，各接收機(jī)北斗的周跳相對其他兩系統(tǒng)而言都較低，C的北斗數(shù)據(jù)結(jié)果最好。

分析上述數(shù)據(jù)質(zhì)量的3個(gè)指標(biāo)可以得出結(jié)論，總體而言，A、B、C、D 4家GNSS接收機(jī)數(shù)據(jù)質(zhì)量較好。

表3 各儀器廠商數(shù)據(jù)周跳比統(tǒng)計(jì)結(jié)果

3 結(jié) 語

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是國家極其重要的信息基礎(chǔ)設(shè)施，也是國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國民生活對導(dǎo)航與定位等服務(wù)需求的重要實(shí)現(xiàn)工具。對國內(nèi)建設(shè)CORS站的GNSS接收機(jī)靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行分析，可以更好地評價(jià)各設(shè)備性能的基本指標(biāo)，為北斗基準(zhǔn)站設(shè)備選型提供參考基礎(chǔ)。

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P228

B

1672-4623（2016）02-0018-02

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.02.006

杜仲進(jìn)，碩士，工程師，主要從事GPS數(shù)據(jù)處理及CORS應(yīng)用方面工作。

2015-01-26。

項(xiàng)目來源：福建省科技重大專題資助項(xiàng)目（2013HZ0002）；福建省測繪地理信息科技創(chuàng)新資助項(xiàng)目（2015J02）。